還記得糖尿病的癥狀嗎？胰島素是降低血糖的唯一激素注射質(zhì)粒載體限制酶目的基因限制酶切割位點(diǎn)限制酶切割位點(diǎn)限制酶DNA連接酶重組DNA分子基因表達(dá)載體人胰島素的基因?qū)氪竽c桿菌表達(dá)重組人胰島素3.3基因工程的應(yīng)用一、基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用（P87）1.轉(zhuǎn)基因抗蟲植物⑴概念：

從某些生物中分離出具有抗蟲功能的基因，將它導(dǎo)入作物中培育出具有抗蟲性的作物。⑵例子：

轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花、玉米、大豆、水稻和馬鈴薯等轉(zhuǎn)基因抗蟲棉非轉(zhuǎn)基因棉轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻（綠色植株）與對(duì)照（被害蟲侵害的黃色植株）Q1.從環(huán)境保護(hù)角度出發(fā)，分析轉(zhuǎn)基因抗蟲棉與普通棉相比在害蟲防治方面的優(yōu)越性。1.3傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)思考·討論轉(zhuǎn)基因抗蟲棉普通棉①減少了化學(xué)農(nóng)藥的使用量②降低了環(huán)境污染③降低了生產(chǎn)成本一、基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用（P87）2.轉(zhuǎn)基因抗病植物⑴背景：

許多栽培作物由于自身缺少抗病基因，因此用常規(guī)育種的方法很難培育出抗病的新品種。⑵方法：

科學(xué)家將來源于某些病毒、真菌等的抗病基因?qū)胫参镏?，培育出了轉(zhuǎn)基因抗病植物。⑶成果：

轉(zhuǎn)基因抗病毒甜椒、番木瓜和煙草等轉(zhuǎn)基因抗病毒甜椒一、基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用（P87）3.轉(zhuǎn)基因抗除草劑植物⑴背景：

雜草常常危害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，而大多數(shù)除草劑不僅能殺死田間雜草，還會(huì)損傷作物，導(dǎo)致作物減產(chǎn)。⑵方法：

將降解或抵抗某種除草劑的基因?qū)胱魑?，可以培育出抗除草劑的作物品種。⑶成果：

轉(zhuǎn)基因抗除草劑玉米、大豆、油菜和甜菜等施用除草劑后的轉(zhuǎn)基因抗除草劑玉米田一、基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用（P87）4.改良植物的品質(zhì)優(yōu)良基因成果某種必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)編碼基因與植物花青素代謝相關(guān)的基因轉(zhuǎn)基因矮牽牛富含賴氨酸的轉(zhuǎn)基因玉米一、基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用（P87）5.提高動(dòng)物的生長速率⑴基因：

外源生長激素基因⑵成果：

轉(zhuǎn)基因鯉魚⑶成果：

我國科學(xué)家將外源生長激素基因?qū)膈庺~，在同等養(yǎng)殖條件下，轉(zhuǎn)基因鯉魚的生長速率比非轉(zhuǎn)基因鯉魚提高了42%?115%。對(duì)照轉(zhuǎn)基因一、基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用（P87）6.改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)⑴基因：

腸乳糖酶基因⑵成果：

轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低，而其他營養(yǎng)成分不受影響。乳糖耐受（有乳糖酶）乳糖不耐受（無乳糖酶）大腸腸道內(nèi)滲透壓增高，刺激胃腸蠕動(dòng)增加Q：為什么將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M能降低牛奶中的乳糖含量？

腸乳糖酶基因在奶牛乳腺細(xì)胞中表達(dá)出乳糖酶，可以分解乳汁中的乳糖。二、基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用（P90）1.對(duì)微生物或動(dòng)植物的細(xì)胞進(jìn)行基因改造生產(chǎn)藥物⑴常見藥物類型：

細(xì)胞因子、抗體、疫苗和激素等⑵應(yīng)用：

可以用來預(yù)防和治療人類腫瘤、心血管疾病、傳染病、糖尿病和類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等。⑶實(shí)例：

我國生產(chǎn)的重組人干擾素、血小板生成素、促紅細(xì)胞生成素和粒細(xì)胞集落刺激因子等基因工程藥物均已投放市場(chǎng)。Q1.與大腸桿菌相比，用酵母菌生產(chǎn)人的胰島素有什么優(yōu)勢(shì)？1.3傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)思考·討論

酵母菌為真核生物，有生物膜系統(tǒng)，可通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體對(duì)產(chǎn)生的胰島素進(jìn)行加工和修飾，從而產(chǎn)生有活性的胰島素。酵母菌大腸桿菌二、基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用（P90）2.讓轉(zhuǎn)基因哺乳動(dòng)物批量生產(chǎn)藥物⑴實(shí)例：

乳腺生物反應(yīng)器或乳房生物反應(yīng)器⑵培育過程：⑶應(yīng)用：

目前已經(jīng)在牛、山羊等動(dòng)物的乳腺生物反應(yīng)器中，獲得了抗凝血酶、血清白蛋白、生長激素和α-抗胰蛋白酶等重要醫(yī)藥產(chǎn)品。藥用蛋白基因乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子等調(diào)控元件基因表達(dá)載體受精卵泌乳期分泌乳汁轉(zhuǎn)基因動(dòng)物藥物蛋白顯微注射發(fā)育Q1.藥用蛋白基因存在于轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的哪些細(xì)胞中？

幾乎所有細(xì)胞Q2.培育乳腺生物反應(yīng)器為什么要選用乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子等調(diào)控元件與藥用蛋白基因重組在一起？

目的是讓藥用蛋白基因只在乳腺細(xì)胞中表達(dá)。Q3.與工廠化生產(chǎn)藥用蛋白相比，用動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)藥用蛋白的優(yōu)勢(shì)有哪些？①動(dòng)物乳腺有完整的蛋白質(zhì)翻譯后修飾系統(tǒng)，生產(chǎn)的蛋白質(zhì)活性高，更穩(wěn)定。②產(chǎn)物直接經(jīng)乳汁分泌，易提取。1.3傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)思考·討論Q4.從生產(chǎn)的角度考慮，生物反應(yīng)器選擇的組織或器官要方便產(chǎn)物的獲得，例如乳腺、膀胱、血液等，由此發(fā)展了動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器、動(dòng)物血液生物反應(yīng)器和動(dòng)物膀胱生物反應(yīng)器等。研制膀胱生物反應(yīng)器時(shí)，應(yīng)如何處理目的基因？

將目的基因與膀胱上皮細(xì)胞中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子等調(diào)控元件重組。1.3傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)思考·討論二、基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用（P90）3.轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作為器官移植的供體Q1.為什么豬的器官可作為替代的移植器官？①豬的內(nèi)臟構(gòu)造、大小、血管分布與人極為相似②豬體內(nèi)隱藏的、可導(dǎo)致人類疾病的病毒遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于靈長類動(dòng)物二、基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用（P90）3.轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作為器官移植的供體Q2.怎樣用基因工程技術(shù)解決移植時(shí)可能產(chǎn)生的免疫排斥問題？培育無免疫排斥的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官抑制抗原決定基因表達(dá)或除去抗原決定基因在器官供體基因組中導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子三、基因工程在食品工業(yè)方面的應(yīng)用（P91）1.基因工程菌⑴概念：

用基因工程的方法，使外源基因得到高效表達(dá)的菌類。⑵步驟：基因工程構(gòu)建基因工程菌→工業(yè)發(fā)酵批量生產(chǎn)⑶應(yīng)用：

利用基因工程菌，除了可以生產(chǎn)藥物，還能生產(chǎn)食品工業(yè)用酶、氨基酸和維生素等。如：一種普遍使用的甜味劑（阿斯巴甜），主要由天冬氨酸和苯丙氨酸形成，這兩種氨基酸可通過基因工程實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。三、基因工程在食品工業(yè)方面的應(yīng)用（P91）1.基因工程菌⑷實(shí)例：①凝乳酶：大多數(shù)奶酪的生產(chǎn)需要使用凝乳酶來凝聚固化奶中的蛋白質(zhì)。傳統(tǒng)制備方法：殺死未斷奶的小牛，將其第四胃的黏膜取出來提取?；蚬こ碳夹g(shù)：將編碼牛凝乳酶的基因?qū)氪竽c桿菌、黑曲霉、酵母菌的基因組中，再通過工業(yè)發(fā)酵批量生產(chǎn)凝乳酶。三、基因工程在食品工業(yè)方面的應(yīng)用（P91）1.基因工程菌⑷實(shí)例：②淀粉酶、脂酶：加工轉(zhuǎn)化糖漿需要的淀粉酶，加工烘烤食品用到的脂酶等也都可以通過構(gòu)建基因工程菌，然后用發(fā)酵技術(shù)大量生產(chǎn)。優(yōu)點(diǎn)：相比從天然產(chǎn)物中提取的酶，用基因工程技術(shù)獲得的工業(yè)用酶純度更高，生產(chǎn)成本顯著降低，生產(chǎn)效率較高。基因工程在其他方面的應(yīng)用：利用經(jīng)過基因改造的微生物來生產(chǎn)能源利用“超級(jí)細(xì)菌”來處理環(huán)境污染課堂小結(jié)轉(zhuǎn)基因抗蟲植物基因工程的應(yīng)用農(nóng)牧業(yè)方面醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域轉(zhuǎn)基因抗病植物轉(zhuǎn)基因抗除草劑植物改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)提高動(dòng)物的生長速率改良植物的品質(zhì)利用哺乳動(dòng)物批量生產(chǎn)藥物：乳腺生物反應(yīng)器建立移植器官工廠食品工業(yè)方面利用基因工程菌生產(chǎn)食品工業(yè)用酶、氨基酸、維生素利用微生物或動(dòng)植物細(xì)胞生產(chǎn)藥物練習(xí)與應(yīng)用

一、概念檢測(cè)

1.將大腸桿菌的質(zhì)粒連接上人生長激素的基因后，重新導(dǎo)入大腸桿菌的細(xì)胞內(nèi)，再通過發(fā)酵工程就能大量生產(chǎn)人生長激素。下列相關(guān)敘述正確的是（

）A.轉(zhuǎn)錄生長激素基因需要解旋酶和DNA連接酶B.發(fā)酵產(chǎn)生的生長激素屬于大腸桿菌的初生代謝物C.大腸桿菌獲得的能產(chǎn)生人生長激素的變異可以遺傳D.大腸桿菌質(zhì)粒標(biāo)記基因中腺嘌呤和尿嘧啶的含量相等C練習(xí)與應(yīng)用

一、概念檢測(cè)

2.基因工程應(yīng)用廣泛，成果豐碩。下列不屬于基因工程應(yīng)用的是（

）A.培育青霉菌并從中提取青霉素B.利用乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)藥物C.制造一種能降解石油的“超級(jí)細(xì)菌"D.制造一種能產(chǎn)生干擾素的基因工程菌A練習(xí)與應(yīng)用

二、拓展應(yīng)用1.除草劑的有效成分草甘膦能夠?qū)Ｒ坏匾种艵PSP合酶的活性，從而使植物體內(nèi)多種代謝途徑受到影響而導(dǎo)致植物死亡。草甘膦沒有選擇性，它在除掉雜草的同時(shí)也會(huì)使作物受損。解決這個(gè)問題的方法之一就是培育抗草甘膦的作物。⑴下面是探究“轉(zhuǎn)入外源EPSP合酶基因能否使矮牽牛抗草甘膦”的流程，請(qǐng)補(bǔ)充完整。①用_____________________等處理含有目的基因的DNA片段和Ti質(zhì)粒，構(gòu)建重組Ti質(zhì)粒；②將重組Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌中；③利用含有重組Ti質(zhì)粒的農(nóng)桿菌侵染_______細(xì)胞，再通過培育得到轉(zhuǎn)基因植株；④用草甘膦同時(shí)噴灑轉(zhuǎn)基因植株和對(duì)照組植株。限制酶和DNA連接酶矮牽牛練習(xí)與應(yīng)用

二、拓展應(yīng)用結(jié)果：對(duì)照組植株死亡，轉(zhuǎn)基因植株存活，但也受到了影響。結(jié)論：

。⑵請(qǐng)思考并回答下列問題。①在該實(shí)驗(yàn)中，對(duì)照組是怎樣設(shè)計(jì)的？